(57)【要約】【課題】  プリテンショナおよびフォースリミッタを有するシートベルトリトラクタにおいて、乗員の移動に伴って引き出されて増大するシートベルトの張力がフォースリミッタによる上限張力に到達するまでの間、シートベルトの張力が低下しないようにする。【解決手段】  プリテンショナ３にガス発生器８，９を設け、これらガス発生器８，９を順次起動してスプール２に巻取方向のトルクを継続的に作用させる。これにより、乗員の移動に伴って引き出されて増大するシートベルトの張力がトーションバー１７による上限張力に到達するまでの間は、シートベルトの張力が低下することなく漸増するようになる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス発生器によって発生したガスの圧力によって回転自在なスプールを巻取方向に回転させ当該スプールにシートベルトを巻き取らせるプリテンショナと、スプールの引出方向の回転を阻止するロック機構と、当該ロック機構の作動状態でシートベルトの張力を制限するフォースリミッタと、を備えるシートベルトリトラクタにおいて、
前記プリテンショナはガス発生器を複数備え、当該複数のガス発生器を順次起動してスプールに巻取方向のトルクを継続的に作用させることにより、乗員の移動に伴って引き出されて増大するシートベルトの張力がフォースリミッタによる上限張力に到達するまでの間は、シートベルトの張力が低下することなく漸増するようにしたことを特徴とするシートベルトリトラクタ。
【請求項２】
２番目以降に起動するガス発生器を、その直前に起動されたガス発生器によるガスの発生が終了する前に起動することを特徴とする請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項３】
２番目以降に起動するガス発生器のガス圧力の上昇率がピークとなるタイミングを、その直前に起動されたガス発生器によるガスの発生が終了する前としたことを特徴とする請求項２に記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項４】
２番目以降に起動するガス発生器を、その直前のガス発生器が起動した後２５ｍｓｅｃ以内に起動するようにしたことを特徴とする請求項２または３に記載のシートベルトリトラクタ。
【請求項５】
ガス発生器によって発生したガスの圧力によって回転自在なスプールを巻取方向に回転させ当該スプールにシートベルトを巻き取らせるプリテンショナと、スプールの引出方向の回転を阻止するロック機構と、当該ロック機構の作動状態でシートベルトの張力を制限するフォースリミッタと、を備えるシートベルトリトラクタにおいて、
前記プリテンショナはガス発生器を複数備え、当該複数のガス発生器を順次起動することにより、乗員の移動に伴って引き出されて増大するシートベルトの張力がフォースリミッタによる上限張力に到達するまでの間、スプールに巻取方向のトルクが作用するようにしたことを特徴とするシートベルトリトラクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートベルトリトラクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、衝突時等、車両に大きな減速度が作用した場合に、乗員にシートベルトによる過大な拘束力がかかるのを防止すべく、フォースリミッタを装備したシートベルトリトラクタが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示されるシートベルトリトラクタは、シートベルトを巻き取るスプールにその一端側を結合されるトーションバーと、トーションバーの他端側を基体部側（車体側）に係止するロック機構と、を備える。車両に大きな減速度が作用したとき、乗員には車両前方に移動する慣性力が作用し、これに伴ってスプールにはシートベルトを引き出す方向（以下、引出方向と記す）のトルクが作用する。ここで、このシートベルトリトラクタでは、所定の閾値を超える減速度が検知されたときにロック機構が起動され、トーションバーが基体部側に係合される。ロックされたトーションバーは、スプールの引き出し方向のトルクによってねじれ変形し、これにより、スプールは、そのねじれ変形に伴って引き出し方向に徐々に回転することになる。このようにして、シートベルトがロックされたときに乗員に急激かつ過大な拘束力が作用しないようにしてある。なお、ロック機構は、スプールのシートベルトを巻き取る方向（以下、巻取方向と記す）の回転は許容し、引出方向の回転のみ阻止するようにしてある。
【０００４】
また、このシートベルトリトラクタでは、乗員拘束時にシートベルトの弛みを解消すべく、プリテンショナが装備されている。
【０００５】
このプリテンショナとして、上記従来のシートベルトリトラクタは、ガスを発生させるガス発生器と、発生したガスの圧力によって巻取方向にスプールを回転させる巻取機構と、を備える。そして、所定の閾値を超える減速度が検知されたときに、ガス発生器が起動してガスを発生させ、このガスの圧力によって巻取機構が作動し、スプールを巻取方向に回転させる。これにより、シートベルトがスプールに巻き取られ、シートベルトの弛みが解消される。
【特許文献１】特開２００３−２１２０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
衝突時等に車両に大きな減速度が作用すると、慣性によって乗員が前方に移動してシートベルトが引っ張られ、スプールに作用する引出方向のトルクは漸増する。ここで、上記従来技術のプリテンショナはシートベルトの弛みを除去することを主たる目的としている。そのため、図４に示すように、起動されたプリテンショナ（ガス発生器）がその目的を達成して動作を終了し、スプールに巻取方向のトルクが作用しなくなると、当該スプールは、乗員の前方移動に伴う引出方向のトルクによって引出方向に回転し、ロック機構によって基体部側と係合する。このとき、巻取方向のトルクが低下してスプールが引出方向に回転し始めてからロックされるまでの間、シートベルトの張力が若干低下してしまうおそれがある（図４の区間Ａ）。ロック機構は、スプールが所定の回動位置にあるときにのみ基体部側と係合するように構成されているため、プリテンショナによって巻取方向のトルクが作用していたときのスプールの回動位置と当該ロック機構によって基体部側に係合する回動位置との間の角度差が大きいほど、張力の低下代が大きくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、フォースリミッタとプリテンショナとを有するシートベルトリトラクタにおいて、かかるシートベルトの張力低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明にあっては、ガス発生器によって発生したガスの圧力によって回転自在なスプールを巻取方向に回転させ当該スプールにシートベルトを巻き取らせるプリテンショナと、スプールの引出方向の回転を阻止するロック機構と、当該ロック機構の作動状態でシートベルトの張力を制限するフォースリミッタと、を備えるシートベルトリトラクタにおいて、上記プリテンショナはガス発生器を複数備え、当該複数のガス発生器を順次起動してスプールに巻取方向のトルクを継続的に作用させることにより、乗員の移動に伴って引き出されて増大するシートベルトの張力がフォースリミッタによる上限張力に到達するまでの間は、シートベルトの張力が低下することなく漸増するようにしたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スプールに巻取方向のトルクを継続的に作用させることにより、乗員の移動に伴って引き出されて増大するシートベルトの張力がフォースリミッタによる上限張力に到達するまでの間は、シートベルトの張力が低下することなく漸増するようにしたので、プリテンショナによる巻取方向のトルクが低下してスプールが引出方向に回転し、シートベルトの張力が低下するという現象が生じるのを抑制することができる。また、複数のガス発生器を用いてスプールに適切な大きさの巻取方向のトルクを継続的に作用させるようにしたので、シートベルトの張力を不必要に増大させることが無いという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図３は、本発明の実施形態を示しており、図１は、本実施形態にかかるシートベルトリトラクタの要部の概略構成図、図２は、このシートベルトリトラクタに含まれるプリテンショナの要部の構成図、図３は、このシートベルトリトラクタにおけるシートベルト張力（同図上段）およびガス発生器のガス圧力（内圧）の上昇率（同図下段）の経時変化の一例を示す図である。
【００１１】
シートベルトリトラクタ１は、リトラクタベース１８と、このリトラクタベース１８に回転自在に支持され、ウエビング１６を巻き取り又は引き出し自在に巻回する略円筒状のスプール２と、リトラクタベース１８のスプール軸方向の一端側に設けられ、スプール２に巻取方向のトルクを作用させるプリテンショナ３と、他端側に設けられたロック機構２１と、を備えている。
【００１２】
プリテンショナ３は、スプール２の一端部（図１の例では左端部）に軸着した図示しないプーリーに掛回した伝達部材であるワイヤ７に張力を及ぼし、このワイヤ７がスプール２を巻取方向に回転させることによって、乗員に掛け渡された状態にあるウエビング１６を緊急時に引き込むものであり、ワイヤ７に張力を及ぼすための巻取機構４を有している。
【００１３】
また、プリテンショナ３は、巻取機構４の駆動力を発生させる機構として、図２に示すようにワイヤ７の一端に連結された駆動部材であるピストン６と、ピストン６を摺動可能に受容するシリンダ５と、リトラクタベース１８に支持され、シリンダ５と共に互いに連通された空間を画成するための手段である略円筒形状のハウジング１５と、ハウジング１５の両端開口部に互いに対向するように独立して配設された一対のガス発生器８，９と、を備える。ハウジング１５は、その長手方向中央部に設けた開口１９にシリンダ５の基端部が固定されており、開口１９に対向して設けられた孔２０にはピストン６に連結されたワイヤ７が挿通されている。
【００１４】
ガス発生器８，９は同一構造を有しており、火薬１１を収容してフレームに封着されるケース１２内に点火ヒーターの発熱体１０を組み込んだものである。そして、各ガス発生器８，９にはそれぞれ図示しない制御回路に接続される信号線１３，１４が接続されており、車両の衝突等を検知する加速度センサー等の車体加速度（減速度）検知手段からの検知信号に基づいてそれぞれ独立してケース１２内の点火ヒーターが点火可能であり、これら２つのガス発生器８，９の点火タイミングを適宜制御することができる。
【００１５】
また、略円筒状のスプール２の内側には、フォースリミッタとして機能するトーションバー１７が設けられている。トーションバー１７の一端部（図１の例では左端部）はスプール２に結合される一方、他端部（同右端部）はロック機構２１に接続されている。ロック機構２１は、ギヤやそれに噛みあうパウル等（いずれも図示せず）を備え、トーションバー１７の他端部をリトラクタベース１８側に係止する。車両に大きな減速度が作用したとき、乗員には車両前方に移動する慣性力が作用し、これに伴ってスプール２には引出方向のトルクが作用する。ここで、このシートベルトリトラクタ１では、加速度センサー等の車体加速度（減速度）検知手段からの検知信号に基づいてロック機構２１が起動され、トーションバー１７がリトラクタベース１８側に係合される。ロックされたトーションバー１７は、スプール２の引き出し方向のトルクによってねじれ変形し、これにより、スプール２は、そのねじれ変形に伴って引き出し方向に徐々に回転することになる。このようにして、ウエビング１６がロックされたときに乗員に急激かつ過大な拘束力が作用しないようにしてある。なお、ロック機構２１は、スプールの巻取方向の回転は許容し、引出方向の回転のみ阻止するようにしてある。
【００１６】
次に、上記シートベルトリトラクタ１の動作について説明する。
【００１７】
車両の通常走行時状態では、前記プリテンショナ３はスプール２と係合しておらず、スプール２は、巻取方向に回転自在である。また、ロック機構２１でも、トーションバー１７とリトラクタベース１８とは係合しておらず、スプール２は、引出方向にも回転自在である。よって、シートベルトリトラクタ１は、ウエビング１６を巻取りバネ（図示せず）の付勢力で巻き取り可能であるとともに、そのバネ力に抗してウエビング１６を引出し自在な状態となっている。
【００１８】
急ブレーキ等、車両に、ある程度の大きさの減速度が発生すると、車体加速度検知手段から出力された検知信号に基づいてロック機構２１が起動され、トーションバー１７がロックされる。これにより、ウエビング１６の引き出しが阻止される。なお、急ブレーキ程度の加速度では、プリテンショナ３用の検知手段は検知信号を出力せず、プリテンショナ３は動作しないようにしてある。
【００１９】
一方、車両衝突時等に、極めて大きな所定の減速度が生じると、プリテンショナ３用の車体加速度検知手段も検知信号を出力するため、ロック機構２１が起動されて作動可能な状態になる上、プリテンショナ３が作動状態となる。
【００２０】
このとき、プリテンショナ３では、まず、いずれか一方のガス発生器（例えば左側のガス発生器）８が発火させられ、このガス発生器８がシリンダ５内に燃焼ガスを発生すると、生じたガスの圧力によって前記ピストン６が急速に上方（矢印Ｘ方向）へ移動する。このピストン６の駆動力によって、ワイヤ７が所定の大きさの力で矢印Ｘ方向へ急速に引っ張られると、巻取機構４によってスプール２に巻取方向のトルクが印加される。このとき、乗員に架け渡された状態のウエビング１６が引き込まれるので、シートベルトに弛みや遊びがある場合、これが除去される。
【００２１】
次に、所定時間経過後に、別のガス発生器９が発火させられ、上記ガス発生器８の場合と同様にして巻取機構４によってスプール２に巻取方向のトルクが印加される。
【００２２】
ここで、本実施形態では、複数のガス発生器８，９を順次起動させるタイミングやガス圧を適切に設定することにより、スプール２に巻取方向のトルクを継続的に作用させるようにし、図３に示すように、乗員の移動に伴って引き出されて増大するシートベルト（ウエビング１６）の張力がフォースリミッタによる上限張力Ｔｅに到達するまでの間は、当該シートベルトの張力が低下することなく漸増するようにしている。
【００２３】
こうすることで、乗員の移動に伴ってウエビング１６が引き出されることによりスプール２に作用する引出方向のトルクが増加しても、スプール２に巻取方向のトルクが作用しているため、ウエビング１６の張力が低下することなく当該スプール２はロック機構２１によりロックされる回動位置まで徐々に引出方向に回動することになる。すなわち、従来生じていたような不具合、すなわち、プリテンショナ３による巻取方向のトルクが低下するあるいは無くなることにより、ロック機構２１にロックされるまでスプール２が引出方向に回動し、その回動に伴ってシートベルトの張力が一時的に低下するという現象を防止することができる。
【００２４】
特に、本実施形態の場合には、乗員の移動に伴って引き出されて増大するシートベルトの張力がフォースリミッタによる上限張力Ｔｅに到達するまでの間、常時、ガス発生器８，９によるガス圧を正圧に維持し、スプール２に巻取方向のトルクが作用するようにしてある。これにより、上記現象の発生をより確実に防止することができる。
【００２５】
そして、本実施形態では、２番目以降に起動するガス発生器９は、その直前に起動されたガス発生器８によるガスの発生が終了するタイミング（ｔ１ｅ）より前のタイミング（ｔ２ｓ）で起動する。こうすることで、スプール２に継続的に巻取方向のトルクを作用させることができ、上記現象の発生をより確実に防止することができる。
【００２６】
また、本実施形態では、２番目以降に起動するガス発生器９のガス圧力の上昇率がピークとなるタイミング（ｔ２ｐ）を、その直前に起動されたガス発生器によるガスの発生が終了するタイミング（ｔ１ｅ）より前にしている。こうすることで、より一層確実に、スプール２に巻取方向のトルクを継続的に作用させることができる。
【００２７】
さらに、本実施形態では、２番目以降に起動するガス発生器９を、その直前のガス発生器が起動した後２５ｍｓｅｃ以内に起動するのが好適である。こうすることで、より一層確実に、スプール２に巻取方向のトルクを継続的に作用させることができる。
【００２８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に種々の改変を施すことができる。例えば、上記実施形態では、ガス発生器を二つ有するものであったが、これを三つ以上備えるようにしてもよい。また、シートベルトリトラクタにおける各部品やガス発生器のレイアウト等についても、上記実施形態に開示したものには限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態にかかるシートベルトリトラクタの要部の概略構成図。
【図２】本発明の実施形態にかかるシートベルトリトラクタに含まれるプリテンショナの要部の構成図。
【図３】本発明の実施形態にかかるシートベルトリトラクタにおけるシートベルト張力（上段）およびガス発生器のガス圧力の上昇率（下段）の経時変化の一例を示す図。
【図４】従来のシートベルトリトラクタにおけるシートベルト張力（上段）およびガス発生器のガス圧力の上昇率（下段）の経時変化を示す図。
【符号の説明】
【００３０】
１  シートベルトリトラクタ
２  スプール
３  プリテンショナ
８，９  ガス発生器
１７  トーションバー（フォースリミッタ）
２１  ロック機構
Ｔｅ  上限張力
【図１】
2005349983.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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